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Doctoral Thesis
DOI
https://doi.org/10.11606/T.11.1991.tde-20210104-184324
Document
Author
Full name
Maria Bernadete Lovato
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Piracicaba, 1991
Supervisor
Title in Portuguese
Variabilidade genética da tolerância salina em populações de Stylosanthes humilis H.B.K. de diferentes regiões ecogeográficas do Estado de Pernambuco
Keywords in Portuguese
LEGUMINOSAS FORRAGEIRAS
POPULAÇÕES VEGETAIS
SALINIDADE DO SOLO
TOLERÂNCIA AO SAL
VARIAÇÃO GENÉTICA EM PLANTAS
Abstract in Portuguese
Com o objetivo de estudar o comportamento de populações de Stylosanthes humilis em relação à salinidade e a variabilidade genética deste caráter nos estádios da germinação e do crescimento inicial foram analisadas seis populações provenientes de três regiões ecogeográficas do Estado de Pernambuco. Foram também realizadas eletroforeses de peroxidase, esteraae e malato desidrogenase para investigar a possível associação da tolerância salina com os padrões eletroforéticos. A tolerância salina das populações na germinação de sementes escarificadas foi avaliada em um gradiente de NaCl de 0 a 268 mM, através da porcentagem e da velocidade de germinação, e no crescimento inicial em solução nutritiva em quatro concentrações de NaCl, 0, 40, 80 e 120 mM, utilizando 11 caracteres. Para a estimativa de parâmetros genéticos foram realizados ensaios a nível de famílias na germinação com sementes escarificadas e não escarificadas e no estádio de crescimento inicial. Na germinação a tolerância salina é relativamente elevada, sendo que a porcentagem de germinação na maioria das populações só foi afetada por concentrações de NaCl acima de 134 mM e somente reduzida a 50% (G50) na média das populações na concentração de 268 mM, equivalendo ao potencial osmótico de -1,2 MPa. As populações nessa fase apresentaram-se muito diferentes quanto à tolerância salina, sendo também observada ampla variabilidade genética entre famílias nas populações do Sertão e em especial nas do Agreste, com coeficientes de variação genética de 21,3 a 52,3% e de determinação genotípica de 0,90 a 0,98, para sementes escarificadas. A tolerância salina das populações no estádio de crescimento inicial foi menor do que na germinação e não houve relação de tolerância das populações nas duas fases. A posição relativa de cada população quanto ao grau de tolerância variou de acordo com o caráter considerado, mas foi obtida boa separação das populações considerando o conjunto de caracteres. Para uma correta avaliação quanto à tolerância salina em genótipos dessa espécie é necessário considerar uma combinação de caracteres. Em comparação com outras espécies relatadas na literatura, algumas populações de S. humilis podem ser consideradas moderadamente tolerantes ao sal durante o crescimento inicial. A população Flores, a mais tolerante, apresentou para o caráter peso seco da parte aérea, em relação ao controle, o valor de 74% em 80 mM de NaCl e 37% em 120 mM e a população Janga, uma das mais sensíveis 52% em 80 mM e 25% em 120 mM, sendo o valor do ponto de inflexão (nível máximo em que não há alteração no crescimento), ao redor de 40 mM na média das populações. A magnitude dos coeficientes de variação genética e de herdabilidade no crescimento inicial dependeram do caráter e da população considerados, variando respectivamente de 0 a 56,5% e de 0 a 0,673. Houve relação entre o grau de variabilidade nas duas fases do ciclo de vida para todas as populações, com exceção de Caruaru, do Agreste. Houve também considerável variação dentro de famílias. As duas populações da Mata, em especial a Tamandaré, apresentaram pequena variabilidade genética nos dois estádios do ciclo de vida, o que está de acordo com a baixa variabilidade isoenzimática encontrada por MARCON (1988) nessas populações, sendo mais uma evidência de que ela deve ser causada pelo efeito do fundador, levando á deriva genética. Os níveis de variabilidade na tolerância salina entre e dentro da maioria das populações nas duas fases do ciclo de vida oferecem condições para a seleção e o melhoramento dessa espécie quanto a esse caráter. Essa variabilidade é também importante para a adaptação da espécie à níveis variáveis de salinidade. A eletroforese de isoenzimas revelou a associação de um alelo da peroxidase com a tolerância salina na germinação da população Caruaru. Entre as várias hipóteses para explicar essa associação, foram consideradas como mais plausíveis, o efeito do fundador, a redução no tamanho populacional e a possibilidade desse alelo ter uma origem recente.
Title in English
Genetic variability of salt tolerance in populations of Stylosanthes humilis H.B.K. of different ecogeografic regions of the State of Pernambuco
Keywords in English

Abstract in English
The behavior of six populations of Stylosanthes humilis from three ecogeographic regiona of the State of Pernambuco was analysed, in order to study the salt tolerance and the genetic variability of this character during germination and initial phase of growth. Electrophoresis for enzymes peroxidase , esterase and malate dehydrogenase was performed to investigate the possibility of association between salt tolerance and electrophoretic patterns. Germination percentage and germination rate were used to evaluate the salt tolerance of populations in scarified seeds in a gradient or 0 to 268 mM NaCl. The effect of salt in the initial phase of growth was evaluated in nutrient solution with four different NaCl concentrations of 0, 40, 80 and 120 mM NaCl, foreleven characters. The estimation of the genetic parameters was obtained for germination of scarified and non-scarified seeds and initial phase of growth at family level. Salt tolerance in germination is high. In most populations germination percentage was only affected at concentrations higher than 134 mM. A reduction of germination up to 50% was observed at the average of the populations at a concentration of 268 mM, the equivalent to a -1,2 MPa osmotic potential. The populations showed to be differences in salt tolerance and a large genetic variability was observed among families of Sertão populations, and specially in the Agreste populations, with a coefficient of genetic variation varying from 21,3 to 52.3% and a coefficient of genotypic determination varying from 0,90 to 0,98 for scarified seeds. Populations at the initial phase of growth showed less tolerance to salinity than at germination. No relation was observed in salt tolerance of the populations at both phases. The relative position of each population in relation to the degree of tolerance differed depending upon the character considered, but a good separation of populations could be achieved considering a set of characters. For the correct evaluation of genotypes of the species to salt tolerance, a combination of characters is necessary. Some populations of S.humilis could be considered moderately salt tolerant at the initial phase of growth, when compared to other species referred in the literature. Flores, the most tolerant population showed a shoot dry weight in relation to the control of 74% at NaCl concentration of 80 mM and 37% at 120 mM, while Janga, the most sensitive population showed 52% at 80 mM and 25% at 120 mM. The threshold (max. level with no growth alteration) is around 40 mM for the average of the populations. The extent of the coefficients of genetic variation and heritability in the initial phase of growth depends upon the character and the population analysed, varying from 0 to 56,5% and 0 to 0,673, respectively. A relation in variability exists in both phases of life cycle in all populations studied, with the exception of the Caruaru populations of Agreste. Considerable variation has been observed within families. The two populations from Mata, specially the Tamandaré population, showed little genetic variability in both phases of life cycle, which agrees with the low isozymatic variability found by MARCON (1988) in these populations, constituting one more evidence that this low variability level must be due to founder effect, leading to genetic drift. The level of variability for salt tolerance between and within most of the populations at both phases of life cycle offers the possibility of selection for this character. This variability is also important for the adaptation of the species to different salinity levels. Isozyme electrophoresis revealed the association of an peroxidase allele with salt tolerance at germination in the Caruaru population. Among several hypothesis which might explain this association, the founder effect, reduction of population size and the possibility that this allele might be of recent origin, were considered the most plausible.
 
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Publishing Date
2021-01-07
 
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